仪表盖塑料模设计正文

1、湖南科技大学机电工程学院前 言塑料工业是世界上增长最快的工业之一。自从1990年实现以纯粹化学合成方法生产塑料算起，塑料工业已有90年的历史。1927年聚氯酰胺，聚甲醛，ABS，聚碳酸酯，聚苯醚与氟塑料等工程塑料发展迅速，其速度超过聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯与聚苯乙烯等四种通用塑料，使塑件在工业产品与生活用品方面获得广泛的应用，以塑料代替金属的实例，比比皆是。塑料有着一系列金属所不及的优点，诸如：重量轻，电气绝缘性好，易于造型，生产效率高与成本低廉等；但也有许多自身的缺欠，诸如：抗老化性，耐热性，抗静电性，耐燃性及比机械强度低于金属。但随着高分子合成技术，材料改性技术及成型工艺的进步，愈来愈多的

2、具有优异性能的塑料高分子材料不断涌现，从而促使塑料工业飞跃发展。本设计的仪表盖注射模，介绍了整个注射模的设计过程，实现了理论与实践相结合。不但丰富了自己的知识面，而且增加了专业经验，是大学生活中一笔很大的财富。在设计中，得到张文玉副教授的细心指导，及时更正所遇到的问题，也得到了同学与朋友的帮助，设计即将结束，但在设计中将出现点点问题是无法避免的，因为毕竟实践经验有限，如读者发现问题希望及时提出以便更正，共同进步。设计说明书中详细分析了设计中的一些必要计算，并附图分析，所有数据经过核算，该查表的数据在机械设计手册、塑料模设计手册等丛书中查得。学生：邓春华 2007年5月10日1 塑件分析1.1

3、塑件结构分析本次设计任务是塑料制品仪表外壳，壁厚平均为2mm,其形状及其基本尺寸如图1-1所示。塑件有着，外观质量要求一般，表面粗糙度要求很低，因而要求成型情况良好。塑料：ABS 生产纲领：大批量 图1-1 产品图1.2 塑件材料分析本次设计的制件根据实际使用考虑，其材料要求有较高的机械强度及抗拉、抗压性能要求制件表面光泽度好，化学性能稳定。ABS尺寸稳定、吸水率小，具有优良的弹性及耐冲击强度，着色性好。化学性能稳定。有较好的电气绝缘性能。1.2.1成型特点 ABS成型收缩率小，无明显熔点，通常160以上可成型，250树脂开始变色，270以上开始分解（其中丁二烯橡胶成分最容易分解，导致制件抗冲

4、击强度降低）。ABS的熔体流动性与注射温度和注射压力都有关系，其中注射压力稍比注射温度敏感，成型过程中可从注射压力如手，以降低其熔体粘度，提高充模性能。模具温度，注射速度对ABS的电镀性能，外观光泽度有较大的影响，在成型过程中，低注射速度为宜，对外观要求较高的制品模具温度取较高。ABS内应力检验以制品浸入煤油中2分钟不出现裂纹为准或根据浸入冰醋酸溶液中是否发生开裂及其开裂的时间长短进行判断。一 物理、力学、热性能性能抗压强度密度抗拉强度布氏硬度抗弯强度冲击韧度熔点(缺口)无缺口75MPa1.05 g/cm365 MPa13.2HB112 MPa16kJ/m2202kJ/m2无明显熔点二 成型条

5、件注射机类型湿度计算收缩率预热温度预热时间h螺杆转速r/min螺杆式小于0.04%0.30.880852330料筒温度喷嘴温度模具温度后段150170中段165180前段1802001701805080注射压力成型时间后期处理60100MPa注射时间高压时间冷却时间总周期方法温度时间h2090s05s20120s50220s红外线灯、鼓风烘箱7024表12 ABS各项性能参数2 拟定模具结构形式根据模具理论和现场工作的的经验，我们知道精度要求高的小型塑件和中大型塑件优先采用一模一腔的结构，对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优

6、越条件，使生产效率大为提高。型腔数量确定之后，便进行型腔的排列。型腔的排列涉及模具尺寸、浇注系统的设计、浇注系统的平衡、抽芯机构的设计、镶件及型芯的设计以及温度调节系统的设计。以上这些问题又与分型面及浇注口的位置选择有关，所以在具体设计过程中，要进行必要的调整，以达到比较完善的设计。2.1 确定型腔数量及排列方式在本设计中，由于塑件属于小型塑件，而且精度要求不是非常高，生产批量较大，因此本设计采用了一模四腔的结构方式，可以大大提高生产效率，降低生产成本。考虑到模具成型零件和出模方式的设计，模具的型腔排列方式如下图所示：图2-1排样图2.2 结构形式的确定本设计的塑件外观质量要求较高，尺寸精度要

7、求一般。因此我设计的模具的思路是采用多型腔单分型面，也就是一模四腔的形式（如图2-1），结构的构思是采用：塑料模具的上.下模由凹.凸模组成，（如图2-2，2-3）；，仪表外壳的内部形状主要是采用小的镶件的形式。根据本塑件的结构和表面的质量要求，模具的分型面开模结构形式（如图2-6）。在本设计中我主要是利用Pro-e平台的设计方法（如图2-6），来进行分模的模拟和结构的设计。图2-2 凹模块图 图2-3 凸模块图图2-6 pro-e分模图2-7 一模四腔3 塑件的相关计算及注塑机的选择3.1 塑件的计算如果采用传统的计算方法来计算仪表外壳，由于人为的测量误差和计算误差，只能得到大概的计算结果，计

8、算结果不是很科学。所以本设计采用了Pro/e软件进行三维实体设计，其体积、质量等都可准确地自动计算出来，加快了模具的开发时间和减少了设计人员的劳动强度，是模具发展的趋势。表31是该软件自动生成的模型分析报告。塑件质量属性仪表外壳（四件）体积338.72 (9.68×4)质量g40.64(10.16×4)塑件在分型面上的总投影面积mm214000表31 模型分析报告3.2 注塑机的选择根据本模具的设计方案，初步选定注射机为浙江塑料机械厂生产的型号为SZ300/160型卧式注塑机。其基本参数请见表32。理论注射量注射压力注射速率塑化能力螺杆转速3003150 Mpa145g/s

9、82kg/s0180r/min锁模力拉杆内间距开模行程最大模具厚度最小模具厚度1600KN450×450mm380mm450mm250mm喷嘴孔直径定位孔直径喷嘴球半径6mm160mmSR20mm表32 注塑机参数3.3 注塑机的校核3.3.1 注射量校核 最大注射量：VmaxV*150×0.75112.5 3最小注射量：VminVmax×0.25150×0.2537.53实际注射量：38.723最小注射量<实际注射量<最大注射量3.3.2 最大注射压力校核 因为ABS的注射压力是60100MPa，而SZ60/40注塑机的压力为150 Mpa

10、，显然注塑机的注射压力满足要求。3.3.3 锁模力校核塑料对模板的压力为：F A×P14000×10-6×406560000N=560KN F锁1600KN >560KN 锁模力足够 经过校核计算 该注塑机的工艺参满足数要求4 分型面位置的确定如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：1) 分型面应选在塑件外形最大

11、截面处。2) 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。3) 有利于保证塑件的精度要求。4) 满足塑件的外观质量要求。5) 便于模具加工制造。6) 对成型面积的影响。7) 对排气效果的影响。8) 对侧向抽芯的影响。9) 应有利于简化模具结构。10）分型面的选择，应有利于型腔加工和脱模方便4.1 分型面的确定根据我所设计的塑件的形状和加工的难易情况，我把分型面选择在仪表外壳边曲面上，这在各方面的原则都比较适合。具体的图形可以如图4-1所示：图4-1是模具分型面，它可以充分的保证制品的表面质量。图4-1 分型面5 浇注系统形式和浇口的设计5.1 主流道设计 5.1.1 流道衬套的设计 主流道

12、尺寸 主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。主流道小端尺寸d应与所选注射机喷嘴尺寸相适应，要查阅所选注射机的使用说明书，即d= d（注射机喷嘴直径）+(0.51)，一些具体参数参看塑模设计教材及设计手册，在现场设计中应选用标准件。主流道衬套的形式 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式（俗称浇口套），以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理，一般采用碳素工具钢如T8A、T10A等，热处理硬度为5357HRC。主流道衬套和定位圈设计成整体式用于小型模具，中大型模具设计成分体式。常

13、用浇口套分为有托浇口套和无托浇口套两种下图为前者，有托浇口套用于配装定位圈。浇口套的规格有12，16，20等几种。由于注射机的喷嘴半径为20，所以浇口套的半径R=21图5-1流道衬套示意图符号名称尺寸d主流道小端d+（0.5-1）SR主流道球面半径喷嘴球面半径+（1-2）h球面配合高度3-5主流道锥角2°-6°L主流道长度尽量小于或等于60D主流道大端直径D+2Ltg(/2)r主流道大端倒圆角D/8表5-1 主流道的主要尺寸根据表5-1和SZ300/160注射机的相关数据，主流道的设计如图5-2所示图5-2 流道衬套结构图5.1.2 主流道衬套的固定 因为采用的有托浇口套，

14、所以用定位圈配合固定在模具的定模座板上。定位圈也是标准件，外径为100mm，内径35mm。具体固定形式如图53 图53主流道衬套固定形式图5.2 分流道设计在多型腔或单型腔多浇口（塑件尺寸大）时应设置分流道，分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。5.2.1 分流道的形状及尺 为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形梯形U形半圆

15、形及矩形等，工程设计中常采用梯形截面加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大，一般采用下面的经验公式可确定其截面尺寸： （式1）式中D梯形大底边的宽度（mm）W塑件的重量（g）L分流道的长度（mm）在应用式（式1）时应注意它的适用范围，即塑件厚度在3.2mm以下，重量小于200g，且计算结果在3.29.5mm范围内才合理。本设计的塑料仪表外壳体积为38.72 cm3，质量40.64g，分流道的长度预计设计成70mm长，且有4个型腔。=4.8939mm 取D=5mm 分流道的截面图如下图所示： 图5-45.2.2 分流道的表面粗糙度 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位

16、的塑料熔体的流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.60m左右就可以，这样表面稍不光滑，有助于增大塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速度和剪切热。5.2.3 分流道的布置形式 分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关，有多种不同的布置形式，但应遵循两方面原则：即一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸；另一方面流程尽量短、锁模力力求平衡。本模具的流道布置形式采用平衡式，如（图55）：图55 流道布置5.3 浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部分

17、，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。5.3.1 浇口的选用 在本设计中，我采用的是侧浇口，侧浇口是截面形状为矩形的浇口。一般开在分型面上，可按需要合理选择浇口的位置，尤其适用与一模多腔。如图5-5所示，一般取B=1.5mm-5.0mm，厚h=0.5mm-2mm,（也可取塑件的1/3-2/3），长L=0.7mm-2mm。浇口的形式和尺寸如下：图5-6浇口5.3.2 浇口的位置 模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节

18、，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则：1.尽量缩短流动距离。2.浇口应开设在塑件壁厚最大处。3.必须尽量减少熔接痕。4.应有利于型腔中气体排出。5.考虑分子定向影响。6.避免产生喷射和蠕动。7.浇口处避免弯曲和受冲击载荷。8.注意对外观质量的影响。综合这八点原则，同时结合所测绘塑件的实物所留下的浇口印，可以确定浇口的位置如（图57）所示： 图57浇口位置图我采用是一个仪表盖一个侧浇口的形式,这样可以保证塑料在充模时提高浇口的剪切速率,提高塑件的冲模质量。5.4 浇注系统的平衡对于中小型塑件的注射模具己广泛使用

19、一模多腔的形式，设计应尽量保证所有的型腔同时得到均匀的充填和成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况下，应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同（型腔布局为平衡式）的形式，否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致，这就是浇注系统的平衡。5.4.1分流道平衡 对于本设计的四个型腔模具，为了达到各型腔同时充满的目的，可通过调整分流道的长度及截面面积，改变熔融塑料在各分流道中的流量，达到浇注平衡的目的。在多型腔非平衡分流道布置时，由于主流道到各型腔的分流道长度不同或各型腔所需填充流量不同，也可采用调整各浇口截面尺寸的方法，使熔融塑料同时充满各型腔。5.5

20、 冷料穴的设计在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一小段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约1025mm的深度有个温度逐渐升高的区域，这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这里温度相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴。冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上（也即塑料流动的转向处），其标称直径与主流道大端直径相同或略大一些，深度约为直径的11.5倍，最终要保证冷

21、料的体积小于冷料穴的体积。本模具中的冷料穴的具体位置和形状如（图58）中所示。图58 冷料穴5.6 拉料杆的设计为了保证模具在分型面上分模时能把主流道上的凝料拉出，我在本设计中采用了主流道拉料杆，数量为一个，其结构如图5-9所示： 图5-9 拉料杆6 模架的确定 以上内容确定之后，便根据所定内容设计模架。在生产现场设计中，尽可能选用标准模架，确定出标准模架的形式，规格及标准代号。标准件包括通用标准件及模具专用标准件两大类。通用标准件如紧固件等。模具专用标准件如定位圈、浇口套、推杆、推管、导柱、导套、模具专用弹簧、冷却及加热元件，顺序分型机构及精密定位用标准组件等。 在设计模具时，应尽可能地选用

22、标准模架和标准件，因为标准件有很大一部分已经商品化，随时可在市场上买到，这对缩短制造周期，降低制造成本时极其有利的，提高公司在市场中的竞争力。设计模具时，开始就要选定模架。当然选用模架时要考虑到塑件的成型、流道的分布形式以及顶出机构的形式，有抽芯的还要考虑滑块的大小等等因素。在设计中我考虑到在生产单位一般是选用标准模架而且我又是用pro/E软件设计，所以我运用pro/E外挂软件EMX4.0进行设计，选用标准模架，型号为SA型。其中动模固定板厚（300×350）80，定模固定板厚（300×350）70，动模座板（350×350）厚30mm，定模座板（350×

23、;350）厚25mm，垫块（350×90）厚58mm。图6-2定模固定板图6-3动模固定板图6-4定模座板图6-5垫块 图6-6动模座板7 成型零件的设计注射模具的成型零件是指构成模具型腔的零件，通常包括了凹模、型芯、成型杆等。凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的内表面，成型杆用以形成制品的局部细节。成形零件作为高压容器，其内部尺寸、强度、刚度，材料和热处理以及加工工艺性，是影响模具质量和寿命的重要因素。设计时应首先根据塑料的性能、制件的使用要求确定型腔的总体结构、进浇点、分型面、排气部位、脱模方式等，然后根据制件尺寸，计算成型零件的工作尺寸，从机加工工艺角度决定型腔各零件的

24、结构和其他细节尺寸，以及机加工工艺要求等。此外由于塑件融体有很高的压力，因此还应该对关键成型零件进行强度和刚度的校核。在工作状态中，成型零件承受高温高压塑件熔体的冲击和摩擦。在冷却固化中形成了塑件的形体、尺寸和表面。在开模和脱模时需要克服于塑件的粘着力。在上万次、甚至上几十万次的注射周期，成型零件的形状和尺寸精度、表面质量及其稳定性，决定了塑件制品的相对质量。成型零件在充模保压阶段承受很高的型腔压力，作为高压容器，它的强度和刚度必须在容许范围内。成型零件的结构，材料和热处理的选择及加工工艺性，是影响模具工作寿命的主要因素。7.1 成型零件钢材选用对于模具钢的选用，必需要符合以下几点要求：1 机

25、械加工性能良好。要选用易于切削，且在加工以后能得到高精度零件的钢种。2 抛光性能优良。注射模成型零件工作表面，多需要抛光达到镜面，Ra0.05m。要求钢材硬度在HRC3540为宜。过硬表面会使抛光困难。钢材的显微组织应均匀致密，极少杂质，无疵斑和针点。3耐磨性和抗疲劳性能好。注射模型腔不仅受高压塑料熔体冲刷，而且还受冷热温度交变应力作用。一般的高碳合金钢可经热处理获得高硬度，但韧性差易形成表面裂纹，不以采用。所选钢种应使注塑模能减少抛光修模次数，能长期保持型腔的尺寸精度，达到所计划批量生产的使用寿命期限。4具有耐腐蚀性。对有些塑料品种，如聚氯乙稀和阻燃性的塑料，必须考虑选用有耐腐蚀性能的钢种。

26、根据塑件表面质量比较高决定模具表面质量更高这一事实，再依照上述标准，故在设计成型零件(凹模)中选用国产718。国产718（3CrNiMnMo）的供货硬度为HRC3034，易于切削加工。淬硬温度为840870，400回火硬度可达HRC4045，耐磨性好且处理过程变形小。由于材质纯净，可作镜面抛光，还有较好的电加工及抗锈蚀性能。7.2 成型零件的结构设计模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、凸模、型芯、镶块、成型杆等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，

27、成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。从塑件的实物和零件图可知塑件的表面有比较多的自由曲面,凹模的配作提出了比较高的要求。用传统的设计方法设计凹模，有以下几个缺点：1、自由曲面的设计比较困难；2、凹模上曲面的尺寸不容易表达清楚；3计算量大，设计效率偏低。在本次设计中采用了proewildfire2.0对成型零件进行设计，并且采用

28、软件中的先进的分析检测功能对所设计的模具进行检测，确保了它的合理性。从而克服以上的缺点。一、矩形型腔结构尺寸计算距形型腔是指模具型腔横截面呈距形的结构。按结构可分为组合式和整体式两类。1 整体式矩形型腔结构及受力状况（1） 型腔侧壁厚度的计算 ，按刚度条件，型腔侧壁厚度计算式为：=7.6mm 式中 型腔侧壁厚度（mm） 模腔压力（MPa） 系数 查表得0.930 E钢的弹性模量，取2.1*Mpah凹模型腔的深度（mm） 型腔允许变形量（mm）按强度条件，型腔侧壁厚度计算式为：S=7.0mm s型腔侧壁厚度（mm） 系数 查表得2.105 模腔压力（MPa） h凹模型腔的深度（mm）材料许用应力

29、（MPa）在具体设计中考虑到模仁整体尺寸，所以取模仁长宽为205mm×165，通过 Pro/E计算最小壁厚为25，满足要求。2. 底板厚度的计算 模具排样为一模四腔而且对称分布所以最大变形发生在板的中心。按刚度条件，型腔底板厚度为： 按刚度条件本设计中的t=7.961mm按强度条件，最大应力也发生在板中心，底板厚度为： 按强度条件本设计中的hs=7.154mm在具体设计中考虑到模仁整体尺寸，所以取模仁深度为74，通过 Pro/E计算最小壁厚为25，满足要求。按平均值法计算模具成形零件工作尺寸的公式表尺寸类型实用计算式凹模径向尺寸型芯径向尺寸凹模深度尺寸型芯高度尺寸中心距凹模内凸台或孔

30、的中心线至侧壁距离型芯上凸台或孔的中心线至侧壁距离塑件收缩率S=（Smax+Smin）/2=0.5% 制造公差取 凸模径向尺寸计算：mmmm凹模径向尺寸：mm =50.25mmmm另一类尺寸是没有标注公差的，它是塑件上次要的、要求比较低的尺寸，在实际生产过程中，为了简化计算，这一类尺寸在计算时往往只另上它的收缩量，公差则按模具的经济制造精度取得，这一类尺寸的计算如下表所示：塑件上无公差要求的成型零件工作尺寸计算各成型零件的设计尺寸请参考其零件图。7.3 斜导柱抽芯机构设计1. 工作原理 斜导柱抽芯机构由与模具开模方向成一定角度的斜导柱和滑块组成，并有保证抽芯动作稳妥可靠的滑块定位装置和锁紧装置

31、。2. 抽拔力抽拔力F可用下式计算：=502.4N 式中：塑件对型芯产生的单位正压力（包紧力），一般P=812MPa;薄件取小值，厚件取大值；此处我选10MPa A塑件包围型心的侧面积,m 因塑件收缩对型芯产生的正压力=69.386 f摩擦系数;一般取f=0.151.0 脱模力（N）a脱模斜率40=75.239N =144.625N 斜导柱受弯曲力计算：=168.53N 式中：斜导柱倾斜角 N斜导柱所受弯曲力，N；摩擦角，tan=f f摩擦因数，一般取f=0.5；Q抽拔阻力（N）；轴芯距 将型芯从成型位置抽至不妨碍塑件脱模的位置，型芯或滑块所移动的距离称为抽芯距。一般来说，抽芯距等于侧孔深度加

32、2mm3mm的安全距离。其计算公式为： S=h+(23) S=5mm式中：H斜导柱完成抽芯距所需开模行程，mm； 斜导柱倾斜角 S抽芯距，mm； 4、斜导柱倾斜角 倾斜角的大小关系到斜导柱所承受的弯曲力和实际达到的抽拔力，也关系到斜导柱的工作长度、抽芯距和开模行程。为保证一定的抽拔力及斜导柱的强度，取小于，一般内选取。在设计中我取15 5、斜导柱直径 根据材料力学可以推导出斜导柱直径计算公式： =5.01mm 在设计中我取d=12mm.式中： N斜导柱所受弯曲力，N 斜导柱的有效工作长度，m；斜导柱直径，m 弯曲许用应力，对于碳钢可取258。 6、斜导柱的长度计算 斜导柱的有效工作长度L与抽芯

33、距S、斜导柱倾斜角及滑块与分型面倾角有关。通常为零。所以，。 斜导柱总长度还与导柱直径、固定板厚度有关，如图（图7-3）所示。 =90mm图7-3斜导柱的长度通常，斜导柱的有关参数计算主要是掌握倾斜角与抽芯距及斜导柱长度、开模行程的关系计算。其他诸如抽拔力、斜导柱直径等一般凭经验确定。 7 斜导柱抽芯机构的结构设计 斜导柱 斜导柱的形状如图（图7-4）所示。斜导柱的材料用45钢，淬火后硬度为35HRC，或采用T8,T10等，淬火55HRC以上。斜导柱与固定板之间用H7/m6配合。由于斜导柱主要起驱动滑块作用，滑块的平稳性由导滑槽与滑块间的配合精度保证，因此，滑块与斜导柱间可采用较松的间隙配合H

34、11/h11或留0.5mm1mm的间隙。图7-4斜导柱 滑块 滑块分整体式和组合式两种。组合式是将侧抽芯安装在滑块上，这样可以省材料，且加工方便。图（图7-5）所示为这里设计的滑块结构。图7-5滑块 滑块的导滑形式 滑块的导滑形式如图（图7-6）所示，导滑部分通常采用H8/g7配合。 导滑槽与滑块还要保持一定的配合长度。滑块的滑动配合长度通常要大于滑块的宽度的1.5倍，滑块完成抽拔动作后，保留在导滑槽内的长度不应小于导滑配合长度的2/3。图7-6滑块的导滑形式 滑块定位装置 滑块的定位装置用于保证开模后滑块停留在刚刚脱离斜导柱的位置上，使合模时斜导柱能准确地进入滑块上的斜导孔内，不致损坏模具。

35、各种结构总图所示。 合模导向机构的设计一般导向分为动、定模之间的导向，推板的导向，推件板的导向。一般导向装置同于受加工精度的限制或使用一段时间之后，其配合精度降低，会直接影响制品的精度，因此对精度要求较高的制品必须另行设计精密导向定位装置。当采用标准模架时，模架本身带有导向装置，一般情况下，设计人员只要按模式架规格选用即可。若需采用精密导向定位装置，则须由设计人员根据模具结构进行具体设计。本设计中的导柱导套是主要是根据所设计的模板来设计适当的非标准件的导柱导套。 图图7-8 导柱8 脱模推出机构的设计8.1脱模推出机构的设计原则制件推出（顶出）是注射成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最

36、后决定制品的质量，因此，制品的推出是不可忽视的。在设计推出脱模机构时应遵循下列原则。1）推出机构应尽量设置在动模一侧 由于推出机构的动作时通过装在注射机合模机构上的顶杆来驱动的，所以一般情况下，推出机构设在动模一侧。正因如此，在分型面设计时应尽量注意，开模后使塑件能留在动模一侧。2）保证塑件不因推出而变形损坏 为了保证塑件在推出过程中不变形、不损坏，设计时应仔细分析塑件对模具的包紧力和粘附力的大小，合理的选择推出方式及推出位置。推力点应作用在制品刚性好的部位，如筋部、凸缘、壳体形制品的壁缘处，尽量避免推力点作用点作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如壳体制件及筒形制件度采用推板推出。从而

37、使塑件受力均匀、不变形、不损坏。3）机构简单动作可靠 推出机构应使推出动作可靠、灵活，制造方便，机构本身要有足够的强度、刚度和硬度，以承受推出过程中的各种力的作用，保证塑件顺利脱模。3）良好的塑件外观 推出塑件的位置应尽量设在塑件内部，或隐蔽面和非装饰面，对于透明塑件尤其要注意顶出位置和顶出形式的选择，以免推出痕迹影响塑件的外观质量。4）合模时的真确复位 设计推出机构时，还必须考虑合模时机构的正确复位，并保证不与其他模具零件相干涉。8.2制品推出的基本方式（1） 推杆推出。推杆推出时一种基本的也是一种常用的制品推出方式。常用的推杆形式有圆形、矩形、“D”形。（2） 推件板推出。对于轮廓封闭且周

38、长较长的制品，采用推件板推出结构。推件板推出部分的形状根据制品形状而定。（3） 气压推出。对于大型深型腔制品，经常采用或辅助采用气压推出方式。本套模具的推出机构形式较为简单，全部采用顶杆(圆形)和推管推出。具体位置见图8-1 顶杆9 其它机构的设计9.1排气系统的设计在注射成型过程中,模具内除了型腔和浇注系统中原有的空气外,还有塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体,这些气体若不能被熔融塑料顺利排出型腔,则可能因填充时气体被压缩而产生高温,引起塑件局部碳烧焦,或使塑件产生气泡,或使塑料熔接不良而引起塑件强度降低,甚至阻碍塑料填充等。为了使这些气体从型腔中及时排出，在设计模具时必须考虑排气的问题。排

39、气方式有开设排气槽排气和利用分型面或模具零件的配合间隙处自然排气等。因利用模具分型面或配合间隙自然排气不需开设专门的排气槽，设计和加在都比较方便，而仪表盖属小型零件。故排气就是利用模具分型面和配合间隙自然排气。排气的间隙值根据ABS的流动性而定。通常为0.030.05mm，以不产生溢料为限。取0.03mm。9.2冷却系统的设计 模具的冷却就是将熔融状态的塑料传给模具的热量，尽可能迅速地全部带走，以便塑件冷却定型，并获得最佳的塑件质量。模具的冷却方式有：水冷却，液化气冷却和油冷却等，这里选择水冷却方式。冷却形式一般在型腔，型芯等部位合理的设置冷却通道，并通过调节冷却水流量及流速来控制模温。9.2

40、.1冷却通道的设计原则 设置冷却通道需考虑模具结构形式,模具的大小,镶块位置,以及塑件熔接痕位置等诸因素,其设计原则如下:1) 冷却通道离凹模壁不宜太远或太近,以免影响冷却郊果和模具的强度,其距离一般为冷却通道直径的12倍。2) 在模具结构允许的情况下，冷却通道的孔径尽量大，冷却回路的数量尽量多，这样冷却会愈均匀。3) 应与厚度相适应。塑件壁厚基本均匀时，冷却通道与型腔表面各处的距离最好相同，即冷却通道的排列与型腔的形状相吻合。塑件局部壁厚处应增加冷却通道 ，加强冷却。4) 冷却通道不应通过镶块和镶块接缝处，以防止漏水。5) 冷却通道内不应有存水和产生回流的部位，应畅通无阻。冷却通道直径一般为

41、812。进水管直径的选择，应使进水处的流速不超过冷却通道中的水流速度，要避免过大的压力降。6) 浇口附近温度最高，距浇口愈远温度愈低，因此，浇口附近浊应加强冷却，通常可使冷水先流经浇口附近，然后再流向浇口远端。7) 冷却通道要避免接近塑件的熔接部位，以免使塑件产生熔接痕，降低塑件强度。8) 进出口冷却水温差不宜过大，避免造成模具表面冷却不均匀。9) 凹模和凸模要分别冷却，要保证冷却的平衡，而且对凸模内部的冷却要注意水道穿过凸模与模板接缝处时进行密封，以防漏水。10) 要防止冷却通道中的冷却水泄漏，水管民水嘴连接处必须密封。水管接头的部位，要设置在不影响操作的方向，通常朝向注射机的背面。9.2.

42、2冷却装置的形式1 沟道式冷却 2.管道式冷却 3.导热杆式冷却本设计选择冷却管的直径是8MM。选择管道式冷却形式。具体请参看装配图。10 开模动作过程一模四腔，开模时，动定模分开,斜导柱带动滑块将侧型芯从侧向抽出，塑件包覆在型芯表面，浇注系统凝料被拉料杆拉住随动模一起移动，推料杆将塑件从型芯上推出，从而使塑件自然下落动，合模时，复位杆将其复位。直到模具完全合上开始另外一个注射周期。11 模具的试模与修模试模中所获得的样件是对模具整体质量的一个全面反映。以检验样件来修正和验收模具，是塑料模具这种特殊产品的特殊性。首先，在初次试模中我们最常遇到的问题是根本得不到完整的样件。常因塑件被粘附于模腔内

43、，或型芯上，甚至因流道粘着制品被损坏。这是试模首先应当解决的问题。11.1 粘着模腔制品粘着在模腔上，是指塑件在模具开启后，与设计意图相反，离开型芯一侧，滞留于模腔内，致使脱模机构失效，制品无法取出的一种反常现象。其主要原因是：（1） 注射压力过高，或者注射保压压力过高。（2） 注射保压和注射高压时间过长，造成过量充模。（3） 冷却时间过短，物料未能固化。（4） 模芯温度高于模腔温度，造成反向收缩。（5） 型腔内壁残留凹槽，或分型面边缘受过损伤性冲击，增加了脱模阻力。11.2 粘着模芯（1） 注射压力和保压压力过高或时间过长而造成过量充模，尤其成型芯上有加强筋槽的制品，情况更为明显。（2） 冷

44、却时间过长，制件在模芯上收缩量过大。（3） 模腔温度过高，使制件在设定温度内不能充分固化。（4） 机筒与喷嘴温度过高，不利于在设定时间内完成固化。（5）可能存在不利于脱模方向的凹槽或抛光痕迹需要改进。11.3粘着主流道（1） 闭模时间太短，使主流道物料来不及充分收缩。（2） 料道径向尺寸相对制品壁厚过大，冷却时间内无法完成料道物料的固化。（3） 主流道衬套区域温度过高，无冷却控制，不允许物料充分收缩。（4） 主流道衬套内孔尺寸不当，未达到比喷嘴孔大0.51。（5） 主流道拉料杆不能正常工作。一旦发生上述情况，首先要设法将制品取出模腔（芯），不惜破坏制件，保护模具成型部位不受损伤。仔细查找不合理

45、粘模发生的原因，一方面要对注射工艺进行合理调整；另一方面要对模具成型部位进行现场修正，直到认为达到要求，方可进行二次注射。11.4 成型缺陷当注射成型得到了近乎完整的制件时，制件本身必然存在各种各样的缺陷，这种缺陷的形成原因是错综复杂的，一般很难一目了然，要综合分析，找出其主要原因来着手修正，逐个排出，逐步改进，方可得到理想的样件。下面就对度模中常见的成型制品主要缺陷及其改进的措施进行分析。11.4.1 注射填充不足 所谓填充不足是指在足够大的压力、足够多的料量条件下注射不满型腔而得不到完整的制件。这种现象极为常见。其主要原因有：a. 熔料流动阻力过大这主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理

46、。流道截面形状、尺寸不利于熔料流动。尽量采用整圆形、梯形等相似的形状，避免采用半圆形、球缺形料道。熔料前锋冷凝所致。塑料流动性能不佳。制品壁厚过薄。b. 型腔排气不良这是极易被忽视的现象，但以是一个十分重要的问题。模具加工精度超高，排气显得越为重要。尤其在模腔的转角处、深凹处等，必须合理地安排顶杆、镶块，利用缝隙充分排气，否则不仅充模困难，而且易产生烧焦现象。c. 锁模力不足因注射时动模稍后退，制品产生飞边，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。应调大锁模力，保证正常制件料量。11.4.2 溢边（毛刺、飞边、批锋） 与第一项相反，物料不仅充满型腔，而且出现毛刺，尤其是在分型面处毛刺更大，甚至在

47、型腔镶块缝隙处也有毛刺存在，其主要原因有：1 注射过量 2 锁模力不足 3 流动性过好 4 模具局部配合不佳 5 模板翘曲变形11.4.3制件尺寸不准确 初次试模时，经常出现制件尺寸与设计要求尺寸相差较大。这时不要轻易修改型腔，应行从注射工艺上找原因。1）尺寸变大 注射压力过高，保压时间过长，此条件下产生了过量充模，收缩率趋向小值，使制件的实际尺寸偏大；模温较低，事实上使熔料在较低温度的情况下成型，收缩率趋于小值。这时要继续注射，提高模具温度、降低注射压力，缩短保压时间，制件尺寸可得到改善。2） 尺寸变小 注射压力偏低、保压时间不足，制在冷却后收缩率偏大，使制件尺寸变小；模温过高，制件从模腔取

48、出时，体积收缩量大，尺寸偏小。此时调整工艺条件即可。通过调整工艺条件，通常只能在极小范围内使尺寸京华，可以改变制件相互配合的松紧程度，但难以改变公称尺寸。 12 滑块加工工艺卡12.1滑块加工方案的选择这是一个带有斜导柱孔的滑块。加工主要应保证各平面的加工精度和表面粗糙度，固定侧型芯圆孔的位置精度和尺寸要求。 一般地讲，对不同精度要求的滑块加工工艺方案也不同，可以有如下选择（仅对滑块平面加工而言）：1 粗刨粗磨难 （ IT8IT9，Ra= 10252.5um ）2 粗刨半精刨( IT8IT9, Ra=2.510um )3 粗刨半精刨精刨(IT7IT8, Ra=0.632.5 )4 粗刨精刨精磨

49、( IT6, Ra=0.161.25 )5 粗铣精铣( IT8IT10, Ra=0.632.5 )6 粗铣精铣粗磨精磨(IT6IT7,Ra=0.321.25)7 粗铣精铣粗磨精磨研磨(IT6IT7,Ra=0.0.01) 图12-1 滑块图根据上面的图所示要求和以上工艺方案情况，其工艺过程可选择如下：锻造毛坯退火粗加工精加工热处理精加工光整加工）滑块定基准的选择 在滑块加工中，为保证其位置精度就必须选择合理的定位基准。在这里，可选择宽135mm的底平面和与其垂直的侧面为定位基准。3） 滑块加工工艺过程 滑块加工工艺过程表工序号工序名称工序内容设备1备料锻造毛坯2热处理退火HBS2403刨平面刨上

50、，下平面保证尺寸40.6刨削两侧面尺寸135.6达图样要求刨削两侧面保证尺寸125.6和导轨尺寸8.5刨削15度斜面保证与底面尺寸3.54磨平面磨上下平面保证尺寸40.2磨两端面到尺寸50.2磨两侧面保证尺寸125.2平面 磨 床5钳工划线划2 x4，13孔中心线划端凹槽线6钻 孔 镗 孔钻13斜孔镗13斜孔到尺寸留研磨余量0.04钻2x4孔到3.9立式 铣 床续表滑块加工工艺过程表4)滑块的斜销孔尺寸精度 上述话滑块的斜销孔尺寸精度要求低,与斜销在要作中配合间隙大,其主要上报是要使抽芯运动滞后开模运动。因此要求斜销孔内孔表面和斜销外圆表面作滑动接触，斜销孔内孔表面粗糙度低而有一定硬度。故对滑

51、块应作热处理并在热处理后，通过内孔研磨修正热处理造成的变形及降低表面粗糙度。斜销孔也可在模具装配后进行配合加工。5）导滑槽的加工 导滑槽应保证滑块在里面运动平稳，无上下窜动，左右摆动并运动自如。由于导滑槽主要由平面组成，其加工比较简单，主要由刨削、铣削和平面磨削完成。 小 结近二个月的毕业设计在紧张而又充实的学习中顺利结束了，这是大学四年中难度最大、历经时间最长的一次设计。在这次毕业设计中，我们把四年来所学的理论知识和各种实习中得到的实践经验都运用了起来，比较系统全面的对四年的大学知识进行了一次系统归纳和总结。为我们参加工作成为一个合格的技术人才打下坚定的基础。首先，通过设计，使我对注射塑料模具这一门学科有了更深入的认识。注射塑料模具是关于设计制造和应用注射塑料模具的一门正在发展中的学科，